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特許7458948テンプレート、テンプレートの製造方法、及び半導体装置の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-22
(45)【発行日】2024-04-01
(54)【発明の名称】テンプレート、テンプレートの製造方法、及び半導体装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20240325BHJP
B29C 33/42 20060101ALI20240325BHJP
B29C 33/38 20060101ALI20240325BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 502D
B29C33/42
B29C33/38
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2020156094
(22)【出願日】2020-09-17
(65)【公開番号】P2022049841
(43)【公開日】2022-03-30
【審査請求日】2023-03-10
(73)【特許権者】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高畑 和宏
【審査官】小林 幹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０１７７４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０１７８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５０８４５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１８８６６８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｂ２９Ｃ ３３／４２
Ｂ２９Ｃ ３３／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板の第１の面にパターンを有するテンプレートであって、前記パターンは、
前記第１の面から所定高さに突出し、前記第１の面に沿う第１の方向に連続して順に延びる第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有する第１の突出部と、
前記第２の部分上に配置され、前記第２の部分の上面から突出する柱状部と、を備え、
前記第１の方向と交差する第２の方向における前記柱状部の幅を第１の幅とし、
前記第２の部分における前記第１の突出部の前記第２の方向の幅を第２の幅とし、
前記第１及び第３の部分における前記第１の突出部の前記第２の方向の幅をそれぞれ第３の幅とした場合、
前記第２の幅＞前記第１の幅＞前記第３の幅、となっている、
テンプレート。
【請求項2】
前記第１の面から所定高さに突出し、前記第１の方向に延びる第２の突出部と、
前記第１の面から所定高さに突出し、前記第１の方向に延びる第３の突出部と、を更に備え、
前記第１の突出部、前記第２の突出部、及び前記第３の突出部は、前記第２の方向に前記第２の突出部、前記第１の突出部、及び前記第３の突出部の順に並んで設けられる、
請求項１に記載のテンプレート。
【請求項3】
前記第１の幅は、前記第２の方向における前記柱状部の最大幅を表し、前記第２の幅は、前記第２の方向における前記第１の突出部の最大幅を表す、
請求項１または請求項２に記載のテンプレート。
【請求項4】
前記柱状部は、実質的に平坦な上面を有する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のテンプレート。
【請求項5】
前記柱状部は、前記柱状部の高さ方向と直交する断面が、円形、楕円形、または小判型である、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のテンプレート。
【請求項6】
基板の第１の面にパターンを有するテンプレートであって、前記パターンは、
前記第１の面から所定深さに窪み、前記第１の面に沿う第１の方向に連続して順に延びる第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有する第１の溝と、
前記第１の溝の前記第２の部分内に配置され、前記第２の部分の底面から前記基板の深さ方向に延びる孔と、を備え、
前記第１の方向と交差する第２の方向における前記孔の幅を第１の幅とし、
前記第２の部分における前記第１の溝の前記第２の方向の幅を第２の幅とし、
前記第１及び第３の部分における前記第１の溝の前記第２の方向の幅をそれぞれ第３の幅とした場合、
前記第２の幅＞前記第１の幅＞前記第３の幅、となっている、
テンプレート。
【請求項7】
前記第１の幅は、前記第２の方向における前記孔の最大幅を表し、前記第２の幅は、前記第２の方向における前記第１の溝の最大幅を表す、
請求項６に記載のテンプレート。
【請求項8】
前記孔は、実質的に平坦な底面を有する、請求項６または請求項７に記載のテンプレート。
【請求項9】
前記孔は、前記孔の高さ方向と直交する断面が、円形、楕円形、または小判型である、請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のテンプレート。
【請求項10】
基板の第１の面に、第１の幅を有し、前記第１の幅より広い第２の幅を有する部分を介在させて前記第１の面に沿う第１の方向に延びる第１のパターンを有する第１のマスクを形成し、前記第１のマスクで保護しながら、前記第１の面に前記第１のパターンを転写して、前記第１の方向に連続して順に延びる、前記第１の幅の第１の部分、前記第２の幅の第２の部分、及び前記第１の幅の第３の部分を有する第１の突出部を形成し、
前記第１の突出部の前記第２の部分と重なる位置に、少なくとも前記第１の幅より広い第３の幅の第２のパターンを有する第２のマスクを形成し、
前記第２のマスクで保護しながら、前記第１の面に前記第２のパターンを転写して、前記第３の幅を有する柱状部を形成する、
テンプレートの製造方法。
【請求項11】
基板の第１の面に、第１の幅を有し、前記第１の幅より広い第２の幅を有する部分を介在させて前記第１の面に沿う第１の方向に延びる第１のパターンが開口した第１のマスクを形成し、前記第１のマスクで保護しながら、前記第１の面に前記第１のパターンを転写して、前記第１の幅を有し、前記第２の幅を有する部分を介在させて前記第１の方向に延びる溝を形成し、
前記溝の前記部分と重なる位置に、少なくとも前記第１の幅より広い第３の幅の第２のパターンが開口した第２のマスクを形成し、
前記第２のマスクで保護しながら、前記第１の面に前記第２のパターンを転写して、前記第３の幅を有する孔を形成する、
テンプレートの製造方法。
【請求項12】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のテンプレートを用意し、被加工膜が形成された基板の、前記被加工膜上にレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜に前記テンプレートの前記パターンを転写させて前記パターンを有するレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜の前記パターンを用いて前記被加工膜を加工する、
半導体装置の製造方法。
【請求項13】
請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載のテンプレートを用いて、前記パターンが転写された他のテンプレートを製造し、被加工膜が形成された基板の、前記被加工膜上にレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜に前記他のテンプレートの前記パターンを転写させて前記パターンを有するレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜の前記パターンを用いて前記被加工膜を加工する、
半導体装置の製造方法。
【請求項14】
前記被加工膜は絶縁膜であり、前記被加工膜の加工により形成されたパターンに導電材を充填する、請求項１２または請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、テンプレート、テンプレートの製造方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置の製造工程において、下層構造に接続されるビアと、ビアに接続される上層配線とを一括して形成するデュアルダマシン法が用いられることがある。
【0003】
また、デュアルダマシン法によるビア及び上層配線の形成に、インプリント法の技術が用いられることがある。インプリント法では、被加工膜上にレジストを形成し、パターンが形成されたテンプレートをレジスト膜に押し当てて、テンプレートのパターンをレジスト膜に転写する。
【0004】
半導体装置の微細化に伴って、配線幅よりも径の大きなビアを形成することが可能なインプリント技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１０－２１９４５６号公報
【文献】特開２０１８－０１４４９７号公報
【文献】特開２０１２－００９６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の実施形態は、配線幅よりも径の大きなビアを形成することが可能なテンプレート、テンプレートの製造方法、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態のテンプレートは、基板の第１の面にパターンを有するテンプレートであって、前記パターンは、前記第１の面から所定高さに突出し、前記第１の面に沿う第１の方向に連続して順に延びる第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有する第１の突出部と、前記第２の部分上に配置され、前記第２の部分の上面から突出する柱状部と、を備え、前記第１の方向と交差する第２の方向における前記柱状部の幅を第１の幅とし、前記第２の部分における前記第１の突出部の前記第２の方向の幅を第２の幅とし、前記第１及び第３の部分における前記第１の突出部の前記第２の方向の幅をそれぞれ第３の幅とした場合、前記第２の幅＞前記第１の幅＞前記第３の幅、となっている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【0010】
［実施形態１］
以下、図面を参照して実施形態１について詳細に説明する。
以下、図面を参照して実施形態１について詳細に説明する。
【0011】
（インプリント法によるデュアルダマシンの概要）
図１は、実施形態１にかかるインプリント技術を用いたデュアルダマシン法による配線およびビアの形成フローの概要を示す模式図である。実施形態１では、配線の線幅よりも大きな径を有するビアを形成することを目的とする。
図１は、実施形態１にかかるインプリント技術を用いたデュアルダマシン法による配線およびビアの形成フローの概要を示す模式図である。実施形態１では、配線の線幅よりも大きな径を有するビアを形成することを目的とする。
【0012】
図１に示すように、実施形態１のインプリント技術では、まず、マスタテンプレート１０を製造する。マスタテンプレート１０からは、レプリカテンプレート２０が量産され、レプリカテンプレート２０を用いて、半導体装置４０に配線およびビアが形成される。
【0013】
半導体装置４０の製造工程において繰り返し使用されるレプリカテンプレート２０は消耗品である。したがって、上記のように、マスタテンプレート１０を用意しておくことで、安価で簡便にレプリカテンプレート２０を量産することができる。
【0014】
図１（ａ）に示すように、マスタテンプレート１０は、石英等の基板１１に、溝１２及び孔１３を含む転写用パターン１４を備える。孔１３は溝１２と重なる位置に配置され、基板１１中の溝１２よりも深い位置に到達している。また、孔１３の径は溝１２の幅よりも大きくなるよう形成される。
【0015】
レプリカテンプレート２０を製造するための基板２１上に、図示しないレジスト膜を形成し、マスタテンプレート１０の転写用パターン１４をレジスト膜に押し付けて転写した後、レジスト膜のパターンにしたがって基板２１を加工することで、レプリカテンプレート２０が製造される。
【0016】
図１（ｂ）に示すように、レプリカテンプレート２０は、石英等の基板２１に、ライン状の突出部２２、及び突出部２２上に配置された柱状部２３を含む転写用パターン２４を備える。
【0017】
図１（ｃ）に示すように、半導体装置４０は配線およびビアが転写される対象となるＳｉＯ２、ＳｉＮ，ＳｉＯＮ等の被加工膜４１を備える。被加工膜４１上には、炭素含有膜としてのカーボン（ＳＯＣ：Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｃａｒｂｏｎ）膜５０が形成される。カーボン膜５０上にはレジスト膜６０が形成される。
【0018】
このレジスト膜６０に、レプリカテンプレート２０の転写用パターン２４を押し付ける。これにより、レジスト膜６０には、溝６２及び孔６３を含むパターン６４が形成される。そして、レジスト膜６０のパターン６４にしたがってカーボン膜５０を加工して、カーボン膜５０にパターン６４を転写する。更に、カーボン膜５０の図示しないパターンにしたがって、半導体装置４０の被加工膜４１を加工する。
【0019】
図１（ｄ）に示すように、レジスト膜６０のパターン６４が、カーボン膜５０を介して転写されることにより、被加工膜４１には、溝４２及び孔４３を含むパターン４４が形成される。レジスト膜６０のパターン６４を踏襲し、孔４３は、溝４２と重なる位置に、溝４２の幅よりも大きな径で形成され、かつ、被加工膜４１中の溝４２よりも深い位置に到達している。
【0020】
図１（ｅ）に示すように、被加工膜４１のパターン４４に、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｗ等のいずれかの金属単体または合金である導電材を充填する。また、導電材の充填に先駆けて、ＴｉＮ等のバリアメタル層を形成することで、パターン４４内を複数層で充填してもよい。これにより、溝４２に導電材が充填された配線９２と、孔４３に導電材が充填されたビア９３とを含むデュアルダマシンパターン９４が、被加工膜４１に形成される。
【0021】
（マスタテンプレートの構成例）
次に、図２を用いて、実施形態１のマスタテンプレート１０の詳細の構成例について説明する。
次に、図２を用いて、実施形態１のマスタテンプレート１０の詳細の構成例について説明する。
【0022】
図２は、実施形態１にかかるマスタテンプレート１０の構成の一例を示す図である。図２（ａ）はマスタテンプレート１０の平面図であり、図２（ｂ）はマスタテンプレート１０のＡ－Ａ線断面図であり、図２（ｃ）はマスタテンプレート１０の斜視図である。
【0023】
また、図２においては、説明の便宜上、マスタテンプレート１０の主面である面１１ａ，１１ｂに沿う第２の方向としてのＸ方向、及びＸ方向に直交し、マスタテンプレート１０の面１１ａ，１１ｂに沿う第１の方向としてのＹ方向を定める。
【0024】
図２に示すように、マスタテンプレート１０は、ガラスや石英等の透明部材から構成される平板状の基板１１を備える。基板１１は、第１の面としての面１１ａと、第２の面としての面１１ｂとの２つの主面を備える。マスタテンプレート１０は、面１１ａに転写用パターン１４を備える。
【0025】
転写用パターン１４は、Ｘ方向に並んでＹ方向に延びる溝１２と、溝１２と重なる位置に配置される孔１３とを有する。
【0026】
溝１２は、互いに対向する略平坦な側面と、略平坦な底面とを有し、孔１３が配置される部分１２ｇと、それ以外の部分１２ｓとを備える。Ｘ方向において、部分１２ｇの幅は部分１２ｓの幅よりも広い。
【0027】
溝１２の部分１２ｇと重なる位置に配置される孔１３は、基板１１内における到達深さが溝１２の底面よりも深い底面１３ｂを有する。孔１３の底面１３ｂは実質的に平坦である。ここで、実質的に平坦であるとは、後述するマスタテンプレート１０の製造工程において生じ得る加工公差の範囲内に収まる程度に平坦であることを意味する。
【0028】
孔１３の深さ方向と直交する断面は、例えば円形、楕円形、または小判型であり、Ｘ方向において、孔１３の径は、溝１２の部分１２ｓの幅よりも広く、溝１２の部分１２ｇよりも狭い。
【0029】
すなわち、孔１３の断面形状は、例えば溝１２の部分１２ｇと相似形をなして部分１２ｇよりも一回り小さく構成されており、孔１３は、溝１２の部分１２ｇの略中心部に配置されている。これにより、孔１３と溝１２との境界部分にあたる孔１３の周囲には、段差１３ｓが形成されている。
【0030】
上記の説明によれば、部分１２ｇのＸ方向の幅と、孔１３の径またはＸ方向の幅と、部分１２ｓのＸ方向の幅とは、これらの記載順に小さくなっていく（部分１２ｇの幅＞孔１３の径＞部分１２ｓの幅）。このとき、それぞれの構成の最大幅を比較するものとしてよい。
【0031】
（マスタテンプレートの製造方法）
次に、図３～図６を用いて、実施形態１のマスタテンプレート１０の製造方法について説明する。図３～図６においても、上述の図２と一致するＸ方向およびＹ方向を便宜的に定める。なお、実施形態１のマスタテンプレート１０の製造方法は、マスタテンプレート１０の基板１１に転写用パターン１４を形成するパターン形成方法でもある。
次に、図３～図６を用いて、実施形態１のマスタテンプレート１０の製造方法について説明する。図３～図６においても、上述の図２と一致するＸ方向およびＹ方向を便宜的に定める。なお、実施形態１のマスタテンプレート１０の製造方法は、マスタテンプレート１０の基板１１に転写用パターン１４を形成するパターン形成方法でもある。
【0032】
図３は、実施形態１にかかるマスタテンプレート１０の製造に用いられるＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）描画データ７４ｗ，７４ｖの一例を示す図面である。ＥＢ描画データ７４ｗ，７４ｖは、電子線を用いたパターンの描画に用いられるデータであって、これらのＥＢ描画データ７４ｗ，７４ｖにしたがって、電子線が描画対象物に照射される。
【0033】
図３（ａ）に示すように、ＥＢ描画データ７４ｗはパターン７２ａ，７２ｂを有する。パターン７２ａ，７２ｂは互いにＸ方向に並んで配置され、共にＹ方向に延びている。パターン７２ａは、矩形のサブパターン７２ｇを有する。Ｘ方向において、サブパターン７２ｇの幅は、パターン７２ａのそれ以外の部分７２ｓの幅よりも広い。パターン７２ｂは、Ｘ方向において、いずれの部分７２ｓの幅も、パターン７２ａの部分７２ｓの幅と等しい。
【0034】
図３（ｂ）に示すように、ＥＢ描画データ７４ｖは、矩形のパターン７３を備える。パターン７３は、ＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇと重なる位置に配置され、Ｘ方向およびＹ方向において、サブパターン７２ｇよりも若干小さな幅を有する。
【0035】
すなわち、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３は、例えばＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇと相似形をなしてサブパターン７２ｇよりも一回り小さく構成されている。
【0036】
電子線を用いたパターン描画の際には、これらのＥＢ描画データ７４ｗ，７４ｖのパターン７２ａ，７２ｂ，７３の領域に電子線が照射される。
【0037】
図４～図６は、実施形態１にかかるマスタテンプレート１０の製造方法の手順の一例を示す図である。図４～図６の（Ａ）～（Ｃ）は、順次、処理が進んでいく様子を示している。図４～図６の（Ａ）～（Ｃ）にａが付された図は、その処理におけるマスタテンプレート１０の面１１ａ側の平面図である。図４～図６の（Ａ）～（Ｃ）にｂが付された図は、その処理におけるマスタテンプレート１０のＡ－Ａ線断面図である。
【0038】
図４（Ａ）に示すように、ガラスや石英等の基板１１の面１１ａ上に、Ｃｒ等から構成されるハードマスク膜２１０を形成し、ハードマスク膜２１０上にＥＢ描画用のレジスト膜１１０を形成する。そして、上述のＥＢ描画データ７４ｗのパターン７２ａ，７２ｂをレジスト膜１１０に転写する。図４（Ａ０）は、上述の図３（ａ）のＥＢ描画データ７４ｗの再掲である。
【0039】
より具体的には、ＥＢ描画データ７４ｗのパターン７２ａ，７２ｂの位置に相当するレジスト膜１１０の領域に電子線を照射する。これにより、電子線を照射された領域のレジスト膜１１０が除去されて、ＥＢ描画データ７４ｗのパターン７２ａ，７２ｂがレジスト膜１１０に転写される。
【0040】
ＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇを含むパターン７２ａが転写されることで、サブパターン１１２ｇを含むパターン１１２ａがレジスト膜１１０に形成される。このとき、矩形であったサブパターン７２ｇは、ＥＢ描画の強度分布および現像の影響により略円形のサブパターン１１０ｇとしてレジスト膜１１０に転写される。パターン１１２ａのその他の部分１１２ｓは、転写元のパターン７２ａ同様、Ｘ方向において略一定の幅を有する。
【0041】
ＥＢ描画データ７４ｗのパターン７２ｂが転写されることで、Ｘ方向の幅が略一定の部分１１２ｓからなるパターン１１２ｂがレジスト膜１１０に形成される。
【0042】
レジスト膜１１０が一部除去されて形成されたパターン１１２ａ，１１２ｂの底部には、下層のハードマスク膜２１０が露出する。
【0043】
図４（Ｂ）に示すように、レジスト膜１１０から露出したハードマスク膜２１０を除去することにより、レジスト膜１１０のパターン１１２ａ，１１２ｂをハードマスク膜２１０に転写する。
【0044】
レジスト膜１１０のサブパターン１１０ｇを含むパターン１１２ａが転写されることで、略円形のサブパターン２１２ｇを含むパターン２１２ａがハードマスク膜２１０に形成される。パターン２１２ａのサブパターン２１０ｇ以外の部分２１２ｓは、転写元のパターン１１２ａ同様、Ｘ方向において略一定の幅を有する。
【0045】
レジスト膜１１０のパターン１１２ｂが転写されることで、Ｘ方向の幅が略一定の部分２１２ｓからなるパターン２１２ｂがハードマスク膜２１０に形成される。
【0046】
ハードマスク膜２１０が一部除去されて形成されたパターン２１２ａ，２１２ｂの底部には、下層の基板１１の面１１ａが露出する。
【0047】
図４（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２１０から露出した基板１１を厚さ方向の所定深さまで加工することにより、ハードマスク膜２１０のパターン２１２ａ，２１２ｂを基板１１の面１１ａに転写する。
【0048】
ハードマスク膜２１０のサブパターン２１０ｇを含むパターン２１２ａが転写されることで、Ｘ方向における幅が他の部分１２ｓよりも広い部分１２ｇを含む溝１２が基板１１に形成される。
【0049】
ハードマスク膜２１０のパターン２１２ｂが転写されることで、Ｘ方向の幅が略一定の部分１２ｓからなる溝１２が基板１１に形成される。
【0050】
図５（Ａ）に示すように、基板１１の面１１ａからハードマスク膜２１０を除去する。
【0051】
図５（Ｂ）に示すように、基板１１の面１１ａに、新たにハードマスク膜２２０を形成する。ハードマスク膜２２０は、基板１１の面１１ａ及び各々の溝１２の底面に形成される。
【0052】
図５（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２２０上にＥＢ描画用のレジスト膜１２０を形成する。そして、上述のＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３をレジスト膜１２０に転写する。図５（Ｃ０）は、上述の図３（ｂ）のＥＢ描画データ７４ｖの再掲である。
【0053】
より具体的には、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３の位置に相当するレジスト膜１２０の領域に電子線を照射する。これにより、電子線を照射された領域のレジスト膜１２０が除去されて、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３がレジスト膜１２０に転写される。このとき、矩形であったパターン７３は、ＥＢ描画の強度分布および現像の影響により略円形のパターン１２３としてレジスト膜１２０に転写される。
【0054】
また、上述のように、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３は、ＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇより一回り小さく、サブパターン７２ｇと重なる位置に配置される。したがって、レジスト膜１２０のパターン１２３は、レジスト膜１１０のサブパターン１１２ｇが転写されることで形成された基板１１の溝１２の部分１２ｇよりも一回り小さく、溝１２の部分１２ｇと重なる位置に形成される。
【0055】
これにより、溝１２の部分１２ｇにおいて、レジスト膜１２０のパターン１２３端部が溝１２内に配置されることとなる。換言すれば、溝１２の部分１２ｇの外周部の側面がレジスト膜１２０で覆われる。また、溝１２の部分１２ｇの底面の中央付近に下層のハードマスク膜２２０が露出する。
【0056】
ここで、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３をレジスト膜１２０に転写する際、ＥＢ描画データ７４ｗに基づき基板１１に形成された溝１２との位置ずれが生じ得る。またパターン１２３及び溝１２の部分１２ｇには製造上の寸法ばらつきが生じ得る。ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３は、ＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇよりも小さく設計されているので、このような位置ずれや寸法ばらつきが生じた場合でも、レジスト膜１２０のパターン１２３は、基板１１の溝１２の部分１２ｇの範囲内に収まるように形成される。
【0057】
換言すれば、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３は、ＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇに対し、レジスト膜１２０のパターン１２３の端部（エッジ）と基板１１の溝１２の部分１２ｇの端部（エッジ）とに生じ得る最大エッジ位置ずれ量の分だけ小さく設計されている。
【0058】
図６（Ａ）に示すように、レジスト膜１２０から露出したハードマスク膜２２０を除去することにより、レジスト膜１２０のパターン１２３をハードマスク膜２２０に転写する。
【0059】
レジスト膜１２０のパターン１２３が転写されることにより、溝１２の部分１２ｇの底面に形成されたハードマスク膜２２０の一部が除去されて、ハードマスク膜２２０にパターン２２３が形成される。このとき、溝１２の部分１２ｇの側面にはハードマスク膜２２０が円環状に残る。溝１２の部分１２ｇの中央部分の底面は、ハードマスク膜２２０のパターン２２３から露出する。
【0060】
図６（Ｂ）に示すように、ハードマスク膜２２０から露出した基板１１の溝１２の部分１２ｇの底面を、基板１１の厚さ方向の所定深さまで加工する。これにより、ハードマスク膜２２０のパターン２２３を基板１１に転写する。
【0061】
ハードマスク膜２２０のパターン２２３が転写されることで、Ｘ方向における幅が溝１２の部分１２ｓよりも広く、部分１２ｇよりも狭い孔１３が基板１１に形成される。溝１２の底面から更に掘り込まれることで、孔１３の底面は、基板１１の厚さ方向において、溝１２の底面よりも深い位置まで到達している。このとき、孔１３の底面は、孔１３を形成する際の加工公差の範囲内に凹凸が抑制された実質的な平坦面となっている。また、溝１２の部分１２ｇの側壁に円環状に残ったハードマスク膜２２０にカバーされた部分が、孔１３の周囲を巡る段差１３ｓとなって残る。
【0062】
図６（Ｃ）に示すように、基板１１の面１１ａ及び溝１２の底面から、残ったハードマスク膜２２０を除去する。
【0063】
以上により、面１１ａに転写用パターン１４を備える実施形態１のマスタテンプレート１０が製造される。
【0064】
上述のように、これ以降、マスタテンプレート１０の転写用パターン１４がレプリカテンプレート２０に転写される、また、レプリカテンプレート２０の転写用パターン２４が半導体装置４０の被加工膜４１に転写される。また、被加工膜４１のパターン４４に導電材が充填される。以上により、半導体装置４０の被加工膜４１に、配線９２及びビア９３を備えるデュアルダマシンパターン９４が形成される。
【0065】
（デュアルダマシンパターンの構成例）
次に、図７を用いて、実施形態１の半導体装置４０に形成されるデュアルダマシンパターン９４の構成例について説明する。
次に、図７を用いて、実施形態１の半導体装置４０に形成されるデュアルダマシンパターン９４の構成例について説明する。
【0066】
図７は、実施形態１にかかる半導体装置４０に形成されるデュアルダマシンパターン９４の構成の一例を示す斜透視図である。より具体的には、図７は、半導体装置４０のデュアルダマシンパターン９４を、被加工膜４１の下方から見上げた状態を表している。図７においては、被加工膜４１の上面のみが示されている。図７においては、上述の図２と一致するＸ方向およびＹ方向を便宜的に定めるとともに、被加工膜４１の深さ方向であるＺ方向を示した。
【0067】
図７に示すように、半導体層４０の被加工膜４１には、デュアルダマシンパターン９４が形成されている。デュアルダマシンパターン９４は、Ｘ方向に並んでＹ方向に延びる配線９２と、配線９２と重なる位置で配線９２の下方に延びるビア９３とを含む。
【0068】
配線９２は、互いに対向する略平坦な側面と、略平坦な上面および底面とを有する。配線９２の底面は、被加工膜４１の所定深さに位置している。また、配線９２は、ビア９３が配置される部分９２ｇと、それ以外の部分９２ｓとを備える。Ｘ方向において、部分９２ｇの幅は部分９２ｓの幅よりも広い。
【0069】
配線９２の部分９２ｇと重なる位置に配置されるビア９３は、被加工膜４１内における到達深さが配線９２の底面よりも深く、例えば被加工膜４１を貫通している。ビア９３の底面９３ｂは実質的に平坦である。これは、マスタテンプレート１０の平坦な底面を有する孔１３からレプリカテンプレート２０を介して、ビア９３の形状が形成されていることに由来する。
【0070】
ビア９３の深さ方向と直交する断面は、マスタテンプレート１０の孔１３の断面形状と同様、例えば円形、楕円形、または小判型であり、Ｘ方向において、ビア９３の幅は、配線９２の部分９２ｇの幅よりも狭く、部分９２ｓの幅よりも広い。
【0071】
すなわち、ビア９３の断面形状は、例えば配線９２の部分９２ｇと相似形をなして部分９２ｇよりも一回り小さく構成されており、ビア９３は、配線９２の部分９２ｇの領域内に収まるように配置されている。これは、マスタテンプレート１０の製造工程における最大エッジ位置ずれ量を考慮して、マスタテンプレート１０の孔１３が溝１２の部分１２ｇの領域内に収まるサイズに設定されていることに基づく。上記により、配線９２とビア９３との境界部分にあたるビア９３の周囲には、段差９３ｓが形成されている。
【0072】
【0073】
比較例のマスタテンプレート１０’の製造方法においても、例えば２種類のＥＢ描画データが用いられる。
【0074】
図８（Ａ０）に示すように、１つめのＥＢ描画データ７４ｗ’は、Ｘ方向に並んでＹ方向に延びるパターン７２’を有する。Ｘ方向のパターン７２’の幅は、いずれも一定である。
【0075】
図８（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、マスタテンプレート１０’を製造するための基板１１’上にハードマスク膜２１０’を形成し、ハードマスク膜２１０’上にレジスト膜１１０’を形成する。ＥＢ描画データ７４ｗ’を用いて、Ｘ方向に並んでＹ方向に延びるパターン１１２’をレジスト膜１１０’に形成する。Ｘ方向のパターン１１２’の幅はいずれも略一定である。
【0076】
図８（Ｂ）に示すように、レジスト膜１１０’のパターン１１２’を転写して、Ｘ方向に並んでＹ方向に延びるパターン２１２’をハードマスク膜２１０’に形成する。Ｘ方向のパターン２１２’の幅はいずれも略一定である。
【0077】
ハードマスク膜２１０’ のパターン２１２’を転写して、Ｘ方向に並んでＹ方向に延びる溝１２’を基板１１’に形成する。Ｘ方向の溝１２’の幅はいずれも略一定である。
【0078】
図８（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２１０’を除去し、新たにハードマスク膜２２０’を基板１１’の全面に形成する。
【0079】
図９（Ａ０）に示すように、２つめのＥＢ描画データ７４ｖ’は、ＥＢ描画データ７４ｗ’のパターン７２’と重なる位置に矩形のパターン７３’を有する。
【0080】
図９（Ａａ）（Ａｂ）に示すように、新たに形成したハードマスク膜２２０’上にレジスト膜１２０’を形成し、ＥＢ描画データ７４ｖ’のパターン７３’を転写する。レジスト膜１２０’には略円形のパターン１２３’が、基板１１’の溝１２’と重なる位置に形成される。レジスト膜１２０’のパターン１２３’の底部には、基板１１’の表面と基板１１’の溝１２’の底面とに形成されたハードマスク膜２２０’が露出する。
【0081】
ただし、ＥＢ描画データ７４ｖ’のパターン７３’をレジスト膜１２０’に転写する際、ＥＢ描画データ７４ｗ’に基づき基板１１’に形成された溝１２’との位置ずれ及び寸法のばらつきが生じ得る。
【0082】
図９（Ｂ）に示すように、レジスト膜１２０’から露出したハードマスク膜２２０’を除去して、レジスト膜１２０’のパターン１２３’が転写されたパターン２２３’をハードマスク膜２２０’に形成する。パターン２２３’の底部には、基板１１’の表面および基板１１’の溝１２’の底面が露出する。
【0083】
図９（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２２０’から露出した基板１１’を所定深さまで加工して、溝１２’の底面から下方に延びる孔１３’を形成する。ハードマスク膜２２０’から露出した基板１１’は段差を有するため、孔１３’の底面には、孔１３’の底面をＹ方向に跨る凹部１３ｒ’が形成されてしまう。このような凹部１３ｒ’が、半導体装置に形成されるビアにも転写されてしまうことで、ビアの底面に凹凸が生じ、下層配線との接続不良等を起こしてしまう恐れがある。
【0084】
また、上述のように、レジスト膜１２０’のパターン１２３’が形成される際に、基板１１’に形成された溝１２’との位置ずれや寸法ばらつきが生じていた場合、１つの溝１２’と重なる位置に形成された孔１３’と隣の溝１２’との距離が近づきすぎてしまう恐れがある。このような転写用パターンを有するマスタテンプレート１０’を用いることで、半導体装置に形成されるビアと隣接配線との間でショートが発生してしまう恐れがある。
【0085】
実施形態１のマスタテンプレート１０の製造方法によれば、基板１１の面１１ａに、Ｘ方向に略一定の幅を有し、Ｘ方向に上記の幅より広い幅を有する部分１１２ｇを介在させてＹ方向に延びるパターン１１２ａをレジスト膜１１０に形成する。このレジスト膜１１０にしたがって、部分１２ｇを有する溝１２を基板１１に形成することで、実質的に平坦な底面１３ｂを有する孔１３を有するマスタテンプレート１０を製造することができる。
【0086】
これにより、マスタテンプレート１０及びレプリカテンプレート２０を用いて、実質的に平坦な底面９３ｂを有するビア９３を半導体装置４０の被加工膜４１に形成することができる。よって、例えばビア９３と下層配線との接続不良を抑制することができる。
【0087】
実施形態１のマスタテンプレート１０の製造方法によれば、溝１２の部分１２ｇと重なる位置に、溝１２の部分１２ｓの幅より広く、部分１２ｇの幅より狭い幅のパターン１２３をレジスト膜１２０に形成する。このレジスト膜１２０にしたがって、基板１１に孔１３を形成することで、溝１２の部分１２ｇの領域内に収まるように孔１３を形成することができる。
【0088】
これにより、マスタテンプレート１０及びレプリカテンプレート２０を用いて、所望の配線９２間隔を有するデュアルダマシンパターン９４を半導体装置４０の被加工膜４１に形成することができる。よって、１つの配線９２と重なる位置に配置されるビア９３と、隣接する配線９２とのショートを抑制しつつ、配線９２の幅よりも径の大きなビア９３を形成することができる。
【0089】
（変形例）
上述の実施形態１では、２種類のＥＢ描画データ７４ｗ，７４ｖのうち、ＥＢ描画データ７４ｗを先に用いて基板１１に溝１２を形成し、その後、ＥＢ描画データ７４ｖを用いて基板１１に孔１３を形成することとした。しかし、この工程順は入れ替え可能である。変形例のマスタテンプレート１０は、製造方法の工程順が上述の実施形態１とは異なる。
上述の実施形態１では、２種類のＥＢ描画データ７４ｗ，７４ｖのうち、ＥＢ描画データ７４ｗを先に用いて基板１１に溝１２を形成し、その後、ＥＢ描画データ７４ｖを用いて基板１１に孔１３を形成することとした。しかし、この工程順は入れ替え可能である。変形例のマスタテンプレート１０は、製造方法の工程順が上述の実施形態１とは異なる。
【0090】
図１０～図１２は、実施形態１の変形例にかかるマスタテンプレート１０の製造方法の手順の一例を示す図である。図１０～図１２においても、上述の図２と一致するＸ方向およびＹ方向を便宜的に定める。なお、変形例のマスタテンプレート１０の製造方法は、マスタテンプレート１０の基板１１に転写用パターン１４を形成するパターン形成方法でもある。
【0091】
また、図１０～図１２の（Ａ）～（Ｃ）は、順次、処理が進んでいく様子を示している。図１０～図１２の（Ａ）～（Ｃ）にａが付された図は、その処理におけるマスタテンプレート１０の面１１ａ側の平面図である。図１０～図１２の（Ａ）～（Ｃ）にｂが付された図は、その処理におけるマスタテンプレート１０のＡ－Ａ線断面図である。
【0092】
図１０（Ａ）に示すように、ガラスや石英等の基板１１の面１１ａ上に、Ｃｒ等から構成されるハードマスク膜２２０を形成し、ハードマスク膜２２０上にＥＢ描画用のレジスト膜１２０を形成する。
【0093】
また、上述のＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３をレジスト膜１２０に転写する。これにより、矩形であったパターン７３は、ＥＢ描画の強度分布および現像の影響により略円形のパターン１２３としてレジスト膜１２０に転写される。図１０（Ａ０）は、上述の図３（ｂ）のＥＢ描画データ７４ｖの再掲である。
【0094】
図１０（Ｂ）に示すように、レジスト膜１２０から露出したハードマスク膜２２０を除去することにより、レジスト膜１１０のパターン１２３をハードマスク膜２２０に転写してパターン２２３を形成する。
【0095】
図１０（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２２０から露出した基板１１を厚さ方向の所定深さまで加工することにより、ハードマスク膜２２０のパターン２２３を基板１１の面１１ａに転写して、所定深さを有する孔１３ｕを形成する。孔１３ｕは、マスタテンプレート１０の完成形において形成される孔１３よりも到達深さの浅い孔である。
【0096】
図１１（Ａ）に示すように、基板１１の面１１ａからハードマスク膜２２０を除去する。
【0097】
図１１（Ｂ）に示すように、基板１１の面１１ａに、新たにハードマスク膜２１０を形成する。ハードマスク膜２１０は、基板１１の面１１ａ及び孔１３ｕの底面に形成される。
【0098】
図１１（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２１０上にＥＢ描画用のレジスト膜１１０を形成する。そして、上述のＥＢ描画データ７４ｗのパターン７２ａ，７２ｂをレジスト膜１１０に転写する。図１１（Ｃ０）は、上述の図３（ａ）のＥＢ描画データ７４ｗの再掲である。
【0099】
ＥＢ描画データ７４ｗのパターン７２ａ，７２ｂが転写されることで、パターン１１２ａ，１１２ｂがレジスト膜１１０に形成される。このとき、矩形であったサブパターン７２ｇは、ＥＢ描画の強度分布および現像の影響により略円形のサブパターン１１２ｇとしてレジスト膜１１０に転写される。
【0100】
また、上述のように、ＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇは、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３より一回り大きく、パターン７３と重なる位置に配置される。したがって、レジスト膜１１０のサブパターン１１２ｇは、レジスト膜１２０のパターン１２３が転写されることで形成された基板１１の孔１３ｕよりも一回り大きく、孔１３ｕと重なる位置に形成される。
【0101】
これにより、レジスト膜１１０のサブパターン１１２ｇ端部が、ハードマスク膜２１０に覆われた孔１３ｕの縁部外周を取り囲むように配置されることとなる。換言すれば、レジスト膜１１０のサブパターン１１２ｇの内側に、ハードマスク膜２１０に覆われた孔１３ｕの縁部が突出することとなる。
【0102】
ここで、ＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇをレジスト膜１１０に転写する際、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３に基づき基板１１に形成された孔１３ｕとの位置ずれ及び寸法のばらつきが生じ得る。ＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇは、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３よりも大きく設計されているので、このような位置ずれ及び寸法のばらつきが生じた場合でも、レジスト膜１１０のサブパターン１１２ｇは、基板１１の孔１３ｕが内側に収まるように形成される。
【0103】
換言すれば、ＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇは、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３に対し、レジスト膜１１０のサブパターン１１２ｇの端部（エッジ）と基板１１の孔１３ｕの端部（エッジ）とに生じ得る最大エッジ位置ずれ量の分だけ大きく設計されている。
【0104】
図１２（Ａ）に示すように、レジスト膜１１０から露出したハードマスク膜２１０を除去することにより、レジスト膜１１０のパターン１１２ａ，１１２ｂをハードマスク膜２１０に転写して、パターン２１２ａ，２１２ｂを形成する。このとき、ハードマスク膜２１０のパターン２１２ａが有するサブパターン２１２ｇの内側には、基板１１の孔１３ｕの縁部が露出する。
【0105】
図１２（Ｂ）に示すように、ハードマスク膜２１０から露出した基板１１の面１１ａ並びに孔１３ｕの縁部および底面を、基板１１の厚さ方向の所定深さまで加工する。これにより、基板１１の面１１ａから所定深さに掘り込まれた溝１２が形成される。また、孔１３ｕが更に掘り込まれた孔１３が形成される。このとき、孔１３の底面１３ｂは、孔１３を形成する際の加工公差の範囲内に凹凸が抑制された実質的な平坦面となっている。また、ハードマスク膜２１０のサブパターン２１２ｇの内側に突出していた孔１３ｕの縁部が加工されることで、孔１３の周囲を巡る段差１３ｓが形成される。
【0106】
図６（Ｃ）に示すように、基板１１の面１１ａから、残ったハードマスク膜２１０を除去する。
【0107】
以上により、面１１ａに転写用パターン１４を備える変形例のマスタテンプレート１０が製造される。
【0108】
このように、ＥＢ描画データ７４ｗ，７４ｖの使用順を変えて工程を入れ替えても、上述の実施形態１と同一の構成を備える変形例のマスタテンプレート１０を製造することができる。
【0109】
ただし、２つのレジスト膜１１０，１２０を用いるマスタテンプレート１０の製造工程においては、２番目のレジスト膜が形成されるまで、基板１１上の凹凸が小さく抑えられていることが好ましい。２番目のレジスト膜の基板１１上における膜厚差を小さく抑えられるからである。実施形態１の製造方法によれば、２番目のレジスト膜１２０を形成するまで深掘りの孔１３が形成されることなく、基板１１の凹凸が小さいまま維持されるため、より理想的である。
【0110】
なお、上述の実施形態１及び変形例では、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３をＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇよりも小さく設定することで、溝１２の部分１２ｇよりも一回り小さな断面の孔１３を形成することとした。
【0111】
しかし、２回目のレジスト膜に所定のパターンを形成する際、基板１１にすでに形成済みのパターンとの位置合わせ精度および寸法制御の精度が充分に高い場合には、ＥＢ描画データ７４ｖのパターン７３をＥＢ描画データ７４ｗのサブパターン７２ｇと等しいサイズに設定し、溝１２の部分１２ｇと略等しい大きさの断面を有する孔１３を形成してもよい。
【0112】
このような手法によっても、実質的に平坦な底面１３ｂを有する孔１３を備えるマスタテンプレート１０を製造することができる。なお、溝１２の部分１２ｇと略等しい大きさの断面を有する孔１３を形成した場合には、孔１３の周囲に段差１３ｓは形成されない。
【0113】
また、上述の実施形態１及び変形例で示したマスタテンプレート１０の転写用パターン１４はあくまで一例であり、半導体装置４０に形成する所望のデュアルダマシンパターン９４に応じて、転写用パターンを種々のデザインとすることができる。例えば、マスタテンプレートの１つの溝に対して複数の孔が配置されていてもよい。
【0114】
［実施形態２］
以下、図面を参照して実施形態２について詳細に説明する。実施形態２においては、マスタテンプレート１０を介さず、半導体装置４０にデュアルダマシンパターン９４を転写するテンプレートを製造する点が、上述の実施形態１のテンプレート２０とは異なる。
以下、図面を参照して実施形態２について詳細に説明する。実施形態２においては、マスタテンプレート１０を介さず、半導体装置４０にデュアルダマシンパターン９４を転写するテンプレートを製造する点が、上述の実施形態１のテンプレート２０とは異なる。
【0115】
（テンプレートの構成例）
図１３は、実施形態２にかかるテンプレート３０の構成の一例を示す図である。図１３（ａ）はテンプレート３０の平面図であり、図１３（ｂ）はテンプレート３０のＡ－Ａ線断面図であり、図１３（ｃ）はテンプレート３０の斜視図である。
図１３は、実施形態２にかかるテンプレート３０の構成の一例を示す図である。図１３（ａ）はテンプレート３０の平面図であり、図１３（ｂ）はテンプレート３０のＡ－Ａ線断面図であり、図１３（ｃ）はテンプレート３０の斜視図である。
【0116】
また、図１３においては、説明の便宜上、テンプレート３０の主面である面３１ａ，３１ｂに沿う第２の方向としてのＸ方向、及びＸ方向に直交し、テンプレート３０の面３１ａ，３１ｂに沿う第１の方向としてのＹ方向を定める。
【0117】
図１３に示すように、テンプレート３０は、ガラスや石英等の透明部材から構成される平板状の基板３１を備える。基板３１は、第１の面としての面３１ａと、第２の面としての面３１ｂとの２つの主面を備える。テンプレート３０は、面３１ａに転写用パターン３４を備える。
【0118】
転写用パターン３４は、Ｘ方向に並んでＹ方向に延びる突出部３２と、突出部３２と重なる位置に配置される柱状部３３とを有する。
【0119】
突出部３２は、略平坦な上面と、上面のＸ方向両側に配置される側面とを有し、柱状部３３が配置される部分３２ｇと、それ以外の部分３２ｓとを備える。Ｘ方向において、部分２２ｇの幅は部分３２ｓの幅よりも広い。
【0120】
突出部３２の部分３２ｇと重なる位置に配置される柱状部３３は、基板３１の面３１ａからの突出高さが突出部３２の上面よりも高い上面３３ｔを有する。柱状部３３の上面３３ｔは実質的に平坦である。ここで、実質的に平坦であるとは、後述するテンプレート３０の製造工程において生じ得る加工公差の範囲内に収まる程度に平坦であることを意味する。
【0121】
柱状部３３の高さ方向と直交する断面は、例えば円形、楕円形、または小判型であり、Ｘ方向において、柱状部３３の径は、突出部３２の部分３２ｓの幅よりも広く、突出部３２の部分３２ｇよりも狭い。
【0122】
すなわち、柱状部３３の断面形状は、例えば突出部３２の部分３２ｇと相似形をなして部分３２ｇよりも一回り小さく構成されており、柱状部３３は、突出部３２の部分３２ｇの略中心部に配置されている。これにより、柱状部３３と突出部３２との境界部分にあたる柱状部３３の周囲には、段差３３ｓが形成されている。
【0123】
上記の説明によれば、部分３２ｇのＸ方向の幅と、柱状部３３の径またはＸ方向の幅と、部分３２ｓのＸ方向の幅とは、これらの記載順に小さくなっていく（部分の幅３２ｇ＞柱状部３３の径＞部分３２ｓの幅）。このとき、それぞれの構成の最大幅を比較するものとしてよい。
【0124】
（テンプレートの製造方法）
次に、図１４～図１７を用いて、実施形態２のテンプレート３０の製造方法について説明する。図１４～図１７においても、上述の図１３と一致するＸ方向およびＹ方向を便宜的に定める。なお、実施形態２のテンプレート３０の製造方法は、テンプレート３０の基板３１に転写用パターン３４を形成するパターン形成方法でもある。
次に、図１４～図１７を用いて、実施形態２のテンプレート３０の製造方法について説明する。図１４～図１７においても、上述の図１３と一致するＸ方向およびＹ方向を便宜的に定める。なお、実施形態２のテンプレート３０の製造方法は、テンプレート３０の基板３１に転写用パターン３４を形成するパターン形成方法でもある。
【0125】
図１４は、実施形態２にかかるテンプレート３０の製造に用いられるＥＢ描画データ８４ｗ，８４ｖの一例を示す図面である。
【0126】
図１４（ａ）に示すように、ＥＢ描画データ８４ｗはパターン８２ａ，８２ｂを有する。パターン８２ａ，８２ｂは互いにＸ方向に並んで配置され、共にＹ方向に延びている。パターン８２ａは、矩形のサブパターン８２ｇを有する。Ｘ方向において、サブパターン８２ｇの幅は、パターン８２ａのそれ以外の部分８２ｓの幅よりも広い。パターン８２ｂは、Ｘ方向において、いずれの部分８２ｓの幅も、パターン８２ａの部分８２ｓの幅と等しい。
【0127】
図１４（ｂ）に示すように、ＥＢ描画データ８４ｖは、矩形のパターン８３を備える。パターン８３は、ＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇと重なる位置に配置され、Ｘ方向およびＹ方向において、サブパターン８２ｇよりも若干小さな幅を有する。
【0128】
すなわち、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３は、例えばＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇと相似形をなしてサブパターン８２ｇよりも一回り小さく構成されている。
【0129】
以上のように、ＥＢ描画データ８４ｗ，８４ｖは、上述の実施形態１のＥＢ描画データ７４ｗ，７４ｖの反転パターンとなっており、ＥＢ描画データ８４ｗ，８４ｖのそれぞれが備えるパターン８２ａ，８２ｂ，８３を除く領域に電子線が照射される。
【0130】
図１５～図１７は、実施形態２にかかるテンプレート３０の製造方法の手順の一例を示す図である。図１５～図１７の（Ａ）～（Ｃ）は、順次、処理が進んでいく様子を示している。図１５～図１７の（Ａ）～（Ｃ）にａが付された図は、その処理におけるテンプレート３０の面３１ａ側の平面図である。図１５～図１７の（Ａ）～（Ｃ）にｂが付された図は、その処理におけるテンプレート３０のＡ－Ａ線断面図である。
【0131】
図１５（Ａ）に示すように、ガラスや石英等の基板３１の面３１ａ’上に、Ｃｒ等から構成されるハードマスク膜２３０を形成し、ハードマスク膜２３０上にＥＢ描画用のレジスト膜１３０を形成する。基板３１の面３１ａ’は、基板３１を平板状に削り出し、または圧延した際の初期状態の主面であって、後に掘り下げられて略消失する面である。
【0132】
次に、上述のＥＢ描画データ８４ｗのパターン８２ａ，８２ｂをレジスト膜１３０に転写して、サブパターン１３２ｇを含むパターン１３２ａ、及びパターン１３２ｂを形成する。図１５（Ａ０）は、上述の図１４（ａ）のＥＢ描画データ８４ｗの再掲である。
【0133】
上述のように、ＥＢ描画データ８４ｗのパターン８２ａ，８２ｂを除く位置に相当するレジスト膜１３０の領域に電子線が照射され、電子線を照射された領域のレジスト膜１３０が除去されて、残った部分のレジスト膜１３０がパターン１３２ａ，１３２ｂとなる。また、このとき、矩形であったサブパターン８２ｇは、ＥＢ描画の強度分布および現像の影響により略円形のサブパターン１３２ｇとしてレジスト膜１３０に転写される。
【0134】
図１５（Ｂ）に示すように、レジスト膜１３０のパターン１３２ａ，１３２ｂで保護された領域以外のハードマスク膜２３０を除去することにより、レジスト膜１３０のパターン１３２ａ，１３２ｂをハードマスク膜２３０に転写して、パターン２３２ａ，２３２ｂを形成する。
【0135】
図１５（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２３０のパターン２３２ａ，２３２ｂで保護された領域以外の基板３１を厚さ方向の所定深さまで加工することにより、ハードマスク膜２３０のパターン２３２ａ，２３２ｂを基板３１に転写して、基板３１の面３１ａ’ ’から突出した突出部３２’を形成する。基板３１の面３１ａ’ ’は、上述の面３１ａ’が所定深さまで掘り下げられて、基板３１の新たな主面となった面である。突出部３２’は、Ｘ方向における幅が他の部分３２ｓ’よりも広い部分３２ｇ’を含む。
【0136】
図１６（Ａ）に示すように、基板３１の面３１ａ’ ’からハードマスク膜２３０を除去する。
【0137】
図１６（Ｂ）に示すように、基板３１の面３１ａ’ ’に、新たにハードマスク膜２４０を形成する。ハードマスク膜２４０は、基板３１の面３１ａ’ ’及び各々の突出部３２ ’の上面に形成される。
【0138】
図１６（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２４０上にＥＢ描画用のレジスト膜１４０を形成する。そして、上述のＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３をレジスト膜１４０に転写して、パターン１４３を形成する。図１６（Ｃ０）は、上述の図１４（ｂ）のＥＢ描画データ８４ｖの再掲である。
【0139】
上述のように、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３を除く位置に相当するレジスト膜１４０の領域に電子線が照射され、電子線を照射された領域のレジスト膜１４０が除去されて、残った部分のレジスト膜１４０がパターン１４３となる。また、このとき、矩形であったパターン８３は、ＥＢ描画の強度分布および現像の影響により略円形のパターン１４３としてレジスト膜１４０に転写される。
【0140】
また、上述のように、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３は、ＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇより一回り小さく、サブパターン８２ｇと重なる位置に配置される。したがって、レジスト膜１４０のパターン１４３は、レジスト膜１３０のサブパターン１３２ｇが転写されることで形成された基板３１の突出部３２の部分３２ｇよりも一回り小さく、突出部３２の部分３２ｇと重なる位置に形成される。
【0141】
これにより、レジスト膜１４０のパターン１４３端部が、ハードマスク膜２４０で覆われた突出部３２の部分３２ｇの内側の領域に収まるように配置されることとなる。換言すれば、レジスト膜１４０のパターン１４３端部から、ハードマスク膜２４０で覆われた突出部３２の部分３２ｇの縁部がはみ出した状態となる。
【0142】
ここで、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３をレジスト膜１４０に転写する際、ＥＢ描画データ８４ｗに基づき基板３１に形成された突出部３２との位置ずれ及び寸法のばらつきが生じ得る。ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３は、ＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇよりも小さく設計されているので、このような位置ずれ及び寸法のばらつきが生じた場合でも、レジスト膜１４０のパターン１４３は、基板３１の突出部３２の部分３２ｇの範囲内に収まるように形成される。
【0143】
換言すれば、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３は、ＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇに対し、レジスト膜１４０のパターン１４３の端部（エッジ）と基板３１の突出部３２の部分３２ｇの端部（エッジ）とに生じ得る最大エッジ位置ずれ量の分だけ小さく設計されている。
【0144】
図１７（Ａ）に示すように、レジスト膜１４０のパターン１４３で保護された領域以外のハードマスク膜２４０を除去することにより、レジスト膜１４０のパターン１４３をハードマスク膜２４０に転写してパターン２４３を形成する。
【0145】
これにより、ハードマスク膜２４０のパターン２４３を除く基板３１の面３１ａ’ ’及び突出部３２’の上面が露出する。このとき、ハードマスク膜２４０のパターン２４３の周囲に、基板３１の突出部３２’の部分３２ｇ’の縁部が円環状に露出する。
【0146】
図１７（Ｂ）に示すように、ハードマスク膜２４０のパターン２４３で保護された領域以外の基基板３１の面３１ａ’ ’及び突出部３２’を、基板３１の厚さ方向の所定深さまで加工する。これにより、ハードマスク膜２４０のパターン２４３を基板３１に転写する。
【0147】
ハードマスク膜２４０のパターン２４３が転写されることで、基板３１の面３１ａ’ ’及び突出部３２’が略均等に掘り下げられて、面３１ａから突出する突出部３２が形成される。また、ハードマスク膜２４０のパターン２４３で保護された領域は柱状部３３となる。柱状部３３の基部の周囲は、突出部３２の部分３２ｇで取り囲まれており、これにより、段差３３ｓが形成される。
【0148】
図１７（Ｃ）に示すように、基板３１の柱状部３３の上面３３ｔから、ハードマスク膜２４０を除去する。ここで、柱状部３３の上面３３ｔは、当初の基板３１における初期状態のままの面３１ａ’が維持された面である。したがって、柱状部３３の上面３３ｔは、当初の基板３１の面３１ａ’を削り出し、または、圧延した際の加工公差の範囲内に凹凸が抑制された実質的な平坦面となっている。
【0149】
以上により、面３１ａに転写用パターン３４を備える実施形態２のテンプレート３０が製造される。
【0150】
これ以降、テンプレート３０の転写用パターン３４が半導体装置４０の被加工膜４１に転写される。また、被加工膜４１のパターン４４に導電材が充填される。以上により、上述の図７に示したように、半導体装置４０の被加工膜４１に、配線９２及びビア９３を備えるデュアルダマシンパターン９４が形成される。
【0151】
（比較例）
半導体装置４０に直接的にデュアルダマシンパターン９４を転写する比較例のテンプレートは、例えば上述の実施形態１の比較例のマスタテンプレート１０’の製造に用いたＥＢ描画データ７４ｗ’，７４ｖ’の反転パターンを用いて製造することができる。
半導体装置４０に直接的にデュアルダマシンパターン９４を転写する比較例のテンプレートは、例えば上述の実施形態１の比較例のマスタテンプレート１０’の製造に用いたＥＢ描画データ７４ｗ’，７４ｖ’の反転パターンを用いて製造することができる。
【0152】
しかしながら、この場合においても、比較例のテンプレートに形成される柱状部の上面は平坦な面とはならない。上述の比較例のマスタテンプレート１０’において、孔１３’の底面に凹部１３ｒ’が形成されてしまったように、比較例のテンプレートの柱状部の上面には、その反転パターンとなる突起部が形成されてしまう。
【0153】
また、比較例のテンプレートの製造方法においても、２回目のレジスト膜のパターンと、既にテンプレートの基板に形成されたパターンとの位置ずれ及び寸法ばらつきが生じる可能性があり、１つの突出部上に形成された柱状部が、隣の突出部と近づきすぎてしまう恐れがある。
【0154】
実施形態２のテンプレート３０の製造方法によれば、基板３１の面３１ａ’に、Ｘ方向に略一定の幅を有し、Ｘ方向に上記の幅より広い幅を有する部分１３２ｇを介在させてＹ方向に延びるパターン１３２ａをレジスト膜１３０に形成する。このレジスト膜１３０にしたがって、部分３２ｇ’を有する突出部３２’を基板３１に形成することで、実質的に平坦な上面３３ｔを有する柱状部３３を有するテンプレート３０を製造することができる。
【0155】
これにより、テンプレート３０を用いて、実質的に平坦な底面９３ｂを有するビア９３を半導体装置４０の被加工膜４１に形成することができる。よって、例えばビア９３と下層配線との接続不良を抑制することができる。
【0156】
実施形態２のテンプレート３０の製造方法によれば、突出部３２の部分３２ｇと重なる位置のレジスト膜１４０に、突出部３２の部分３２ｓの幅より広く、部分３２ｇの幅より狭い幅のパターン１４３を形成する。このレジスト膜１４０にしたがって、基板３１に柱状部３３を形成することで、突出部３２の部分３２ｇの領域内に収まるように柱状部３３を形成することができる。
【0157】
これにより、テンプレート３０を用いて、所望の配線９２間隔を有するデュアルダマシンパターン９４を半導体装置４０の被加工膜４１に形成することができる。よって、１つの配線９２と重なる位置に配置されるビア９３と、隣接する配線９２とのショートを抑制しつつ、配線９２の幅よりも径の大きなビア９３を形成することができる。
【0158】
（変形例）
上述の実施形態２のテンプレート３０の製造方法においても、２種類のＥＢ描画データ８４ｗ，８４ｖの使用順を変更し、製造工程の順序を入れ替えることが可能である。変形例のテンプレート３０は、製造方法の工程順が上述の実施形態２とは異なる。
上述の実施形態２のテンプレート３０の製造方法においても、２種類のＥＢ描画データ８４ｗ，８４ｖの使用順を変更し、製造工程の順序を入れ替えることが可能である。変形例のテンプレート３０は、製造方法の工程順が上述の実施形態２とは異なる。
【0159】
図１８～図２０は、実施形態２の変形例にかかるテンプレート３０の製造方法の手順の一例を示す図である。図１８～図２０においても、上述の図１３と一致するＸ方向およびＹ方向を便宜的に定める。なお、変形例のテンプレート３０の製造方法は、テンプレート３０の基板３１に転写用パターン３４を形成するパターン形成方法でもある。
【0160】
また、図１８～図２０の（Ａ）～（Ｃ）は、順次、処理が進んでいく様子を示している。図１８～図２０の（Ａ）～（Ｃ）にａが付された図は、その処理におけるテンプレート３０の面３１ａ側の平面図である。図１８～図２０の（Ａ）～（Ｃ）にｂが付された図は、その処理におけるテンプレート３０のＡ－Ａ線断面図である。
【0161】
図１８（Ａ）に示すように、ガラスや石英等の基板３１の面３１ａ’上に、Ｃｒ等から構成されるハードマスク膜２４０を形成し、ハードマスク膜２４０上にＥＢ描画用のレジスト膜１４０を形成する。
【0162】
また、上述のＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３をレジスト膜１４０に転写する。これにより、矩形であったパターン８３は、ＥＢ描画の強度分布および現像の影響により略円形のパターン１４３としてレジスト膜１４０に転写される。図１８（Ａ０）は、上述の図１４（ｂ）のＥＢ描画データ８４ｖの再掲である。
【0163】
図１８（Ｂ）に示すように、レジスト膜１４０のパターン１４３で保護された領域以外のハードマスク膜２４０を除去することにより、レジスト膜１４０のパターン１４３をハードマスク膜２４０に転写する。
【0164】
図１８（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２４０のパターン２４３で保護された領域以外の基板３１を厚さ方向の所定深さまで加工することにより、基板３１の面３１ａ’を掘り下げて面３１ａ’ ’とし、面３１ａ’ ’から所定高さに突出する柱状部３３’を形成する。柱状部３３’は、テンプレート３０の完成形において形成される柱状部３３よりも高さの低い柱状部である。
【0165】
図１９（Ａ）に示すように、基板３１の柱状部３３’の上面からハードマスク膜２４０を除去する。
【0166】
図１９（Ｂ）に示すように、基板３１の面３１ａ’ ’及び柱状部３３’の上面に、新たにハードマスク膜２３０を形成する。
【0167】
図１９（Ｃ）に示すように、ハードマスク膜２３０上にＥＢ描画用のレジスト膜１３０を形成する。そして、上述のＥＢ描画データ８４ｗのパターン８２ａ，８２ｂをレジスト膜１３０に転写する。図１９（Ｃ０）は、上述の図１４（ａ）のＥＢ描画データ８４ｗの再掲である。
【0168】
ＥＢ描画データ８４ｗのパターン８２ａ，８２ｂが転写されることで、パターン１３２ａ，１３２ｂがレジスト膜１３０に形成される。このとき、矩形であったサブパターン８２ｇは、ＥＢ描画の強度分布および現像の影響により略円形のサブパターン１３２ｇとしてレジスト膜１３０に転写される。
【0169】
また、上述のように、ＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇは、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３より一回り大きく、パターン８３と重なる位置に配置される。したがって、レジスト膜１３０のサブパターン１３２ｇは、レジスト膜１４０のパターン１４３が転写されることで形成された基板３１の柱状部３３’よりも一回り大きく、柱状部３３’と重なる位置に形成される。
【0170】
これにより、レジスト膜１３０のサブパターン１３２ｇの端部が、柱状部３３’の側面外周を覆うように配置されることとなる。
【0171】
ここで、ＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇをレジスト膜１３０に転写する際、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３に基づき基板３１に形成された柱状部３３’との位置ずれ及び寸法のばらつきが生じ得る。ＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇは、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３よりも大きく設計されているので、このような位置ずれ及び寸法のばらつきが生じた場合でも、レジスト膜１３０のサブパターン１３２ｇは、基板３１の柱状部３３’が内側に収まるように形成される。
【0172】
換言すれば、ＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇは、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３に対し、レジスト膜１３０のサブパターン１３２ｇの端部（エッジ）と基板３１の柱状部３３’の端部（エッジ）とに生じ得る最大エッジ位置ずれ量の分だけ大きく設計されている。
【0173】
図２０（Ａ）に示すように、レジスト膜１３０のパターン１３２ａ，１３２ｂで保護された領域以外のハードマスク膜２３０を除去することにより、レジスト膜１３０のパターン１３２ａ，１３２ｂをハードマスク膜２３０に転写して、パターン２３２ａ，２３２ｂを形成する。このとき、ハードマスク膜２３０のパターン２３２ａが有するサブパターン２３２ｇは、基板３１の柱状部３３’の基部を取り囲むように円環状に形成される。
【0174】
図２０（Ｂ）に示すように、ハードマスク膜２３０のパターン２３２ａ，２３２ｂで保護された領域以外の基板３１の面３１ａ’ ’を更に掘り下げる。これにより、基板３１の面１１ａから所定高さに突出した突出部３２及び柱状部３３が形成される。また、柱状部３３’の基部を円環状に取り囲んでいたハードマスク膜２３０のサブパターン２３２ｇにより、柱状部３３の周囲を巡る段差３３ｓが形成される。
【0175】
図２０（Ｃ）に示すように、基板３１の突出部３２の上面および柱状部３３の上面３３ｔ等から、残ったハードマスク膜２３０を除去する。ここで、柱状部３３の上面３３ｔは、当初の基板３１における初期状態のままの面３１ａ’が維持された面である。したがって、柱状部３３の上面３３ｔは、当初の基板３１の面３１ａ’を削り出し、または圧延した際の加工公差の範囲内に凹凸が抑制された実質的な平坦面となっている。
【0176】
以上により、面３１ａに転写用パターン３４を備える変形例のテンプレート３０が製造される。
【0177】
このように、ＥＢ描画データ８４ｗ，８４ｖの使用順を変えて工程を入れ替えても、上述の実施形態２と同一の構成を備える変形例のテンプレート３０を製造することができる。ただし、実施形態２の製造方法によれば、２番目のレジスト膜１４０を形成するまで基板３１上に高く突出した柱状部３３が形成されることなく、基板３１の凹凸が小さいまま維持されるため、２番目のレジスト膜１４０の膜厚差が抑制されることとなり、より理想的である。
【0178】
なお、上述の実施形態２及び変形例では、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３をＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇよりも小さく設定することで、突出部３２の部分３２ｇよりも一回り小さな断面の柱状部３３を形成することとした。
【0179】
しかし、２回目のレジスト膜に所定のパターンを形成する際、基板３１にすでに形成済みのパターンとの位置合わせ精度および寸法制御の精度が充分に高い場合には、ＥＢ描画データ８４ｖのパターン８３をＥＢ描画データ８４ｗのサブパターン８２ｇと等しいサイズに設定し、突出部３２の部分３２ｇと略等しい大きさの断面を有する柱状部３３を形成してもよい。
【0180】
このような手法によっても、実質的に平坦な上面３３ｔを有する柱状部３３を有するテンプレート３０を製造することができる。なお、突出部３２の部分３２ｇと略等しい大きさの断面を有する柱状部３３を形成した場合には、柱状部３３の周囲に段差３３ｓは形成されない。
【0181】
また、上述の実施形態２及び変形例で示したテンプレート３０の転写用パターン３４はあくまで一例であり、半導体装置４０に形成する所望のデュアルダマシンパターン９４に応じて、転写用パターンを種々のデザインとすることができる。例えば、テンプレートの１つの突出部に対して複数の柱状部が配置されていてもよい。
【0182】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0183】
１０…マスタテンプレート、１１，２１，３１…基板、１１ａ，３１ａ…面、１２…溝、１３…孔、１３ｓ，３３ｓ…段差、１４，２４，３４…転写用パターン、２０…レプリカテンプレート、３０…テンプレート、３２…突出部、３３…柱状部、４０…半導体装置、７４ｖ，７４ｗ，８４ｖ，８４ｗ…ＥＢ描画データ、９２…配線、９３…ビア、９４…デュアルダマシンパターン。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】